Comment vérifier le fonctionnement du microcontrôleur

Lors de la réparation de l'équipement et de l'assemblage des circuits, vous devez toujours vous assurer que tous les éléments sont en bon état de fonctionnement, sinon vous perdrez votre temps. Les microcontrôleurs peuvent également griller, mais comment vérifier s'il n'y a pas de signes extérieurs: fissures dans le boîtier, zones carbonisées, odeur de brûlé, etc.? Pour ce faire, vous avez besoin de:

• Alimentation avec tension stabilisée;

• Multimètre;

• Oscilloscope

Attention:

Une vérification complète de tous les nœuds du microcontrôleur est difficile - le meilleur moyen de le remplacer par un bon connu ou par celui existant, de mettre à niveau un autre code de programme et de vérifier son exécution. Dans ce cas, le programme doit inclure à la fois la vérification de toutes les broches (par exemple, l'allumage et l'extinction des LED après une période de temps spécifiée), ainsi que les circuits d'interruption et d'autres choses.

Théorie

Microcontrôleur Est un appareil complexe dans ses nœuds multifonctionnels:

• circuits de puissance;

• Registres

• entrées et sorties;

• ALU;

• RAM

• ROM

• ADC;

• interfaces et plus encore.

Par conséquent, lors du diagnostic d'un microcontrôleur, des problèmes surviennent:

Le fonctionnement des nœuds évidents ne garantit pas le fonctionnement des composants restants.

Avant de procéder au diagnostic d'un circuit intégré, vous devez vous familiariser avec la documentation technique pour le trouver, écrire dans un moteur de recherche une phrase comme: "nom de l'élément de fiche technique", en option - "fiche technique atmega328".

Sur les toutes premières feuilles, vous verrez des informations de base sur l'élément, par exemple, considérez les moments individuels de la fiche technique au 328th atmega commun, par exemple, nous l'avons dans le package dip28, nous devons trouver les brochages des microcontrôleurs dans différents cas, considérez le dip28 qui nous intéresse.

La première chose à laquelle nous ferons attention est que les broches 7 et 8 sont responsables de l'alimentation en plus et d'un fil commun. Il nous faut maintenant connaître les caractéristiques des circuits de puissance et la consommation du microcontrôleur. La tension d'alimentation est de 1,8 à 5,5 V, le courant consommé en mode actif est de 0,2 mA, en mode basse consommation il est de 0,75 μA et une horloge en temps réel de 32 kHz est incluse. Plage de température de -40 à 105 degrés Celsius.

Ces informations nous suffisent pour effectuer un diagnostic de base.

Raisons principales

Les microcontrôleurs échouent, à la fois pour des circonstances non contrôlées et en raison d'une mauvaise manipulation:

1. Surchauffe pendant le fonctionnement.

2. Surchauffe pendant le soudage.

3. Surcharge de conclusions.

4. Alimentation inversée.

5. Électricité statique.

6. Surtensions.

7. Dommages mécaniques.

8. Exposition à l'humidité.

Considérez en détail chacun d'eux:

1. Une surchauffe peut se produire si vous utilisez l'appareil dans un endroit chaud ou si vous avez placé votre conception dans un boîtier trop petit. La température du microcontrôleur peut également être augmentée par une installation trop serrée, une disposition incorrecte des PCB, lorsqu'il y a des éléments chauffants à côté - résistances, transistors de puissance, régulateurs de puissance linéaires. Les températures maximales admissibles des microcontrôleurs courants se situent entre 80 et 150 degrés Celsius.

2. Si vous soudez avec un fer à souder trop puissant ou maintenez la piqûre sur ses jambes pendant longtemps, vous pouvez surchauffer les microns. La chaleur à travers les fils atteindra le cristal et le détruira ou sa connexion avec les broches.

3. Une surcharge des bornes se produit en raison de circuits incorrects et de courts-circuits à la terre.

4. Inversion de polarité, c.-à-d. la fourniture de moins d'énergie à Vcc et plus à GND peut être due à une mauvaise installation des circuits intégrés sur la carte de circuit imprimé ou à une connexion incorrecte au programmateur.

5. L'électricité statique peut endommager la puce, tant pendant l'installation, si vous n'utilisez pas d'attributs antistatiques et de mise à la terre, ou pendant le fonctionnement.

6. En cas de dysfonctionnement, le stabilisateur se casse ou, pour une raison quelconque, le microcontrôleur a une tension supérieure à la tension autorisée - il est peu probable qu'il reste intact.Cela dépend de la durée de l'urgence.

7. Aussi, ne soyez pas trop zélé lors du montage de la pièce ou du démontage de l'appareil afin de ne pas endommager les pieds et le boîtier de l'élément.

8. L'humidité devient la cause des oxydes, entraîne une perte de contacts, un court-circuit. Et nous parlons non seulement du coup direct de liquide sur la planche, mais aussi d'un fonctionnement à long terme dans des conditions de forte humidité (près des étangs et des sous-sols).

Vérification du microcontrôleur sans outils

Commencez par un examen externe: le boîtier doit être intact, la soudure des bornes doit être impeccable, sans microfissures ni oxydes. Cela peut même être fait avec une loupe ordinaire.

Si l'appareil ne fonctionne pas du tout, vérifiez la température du microcontrôleur; s'il est fortement chargé, il peut chauffer, mais pas brûler, c'est-à-dire la température du boîtier doit être telle que le doigt tolère avec une longue tenue.Vous ne ferez rien sans outil.

Vérification du multimètre

Vérifiez la tension venant à Vcc et Gnd. Si la tension est normale, vous devez mesurer le courant, pour cela il est pratique de couper la piste menant à la sortie de puissance Vcc, vous pouvez alors localiser les mesures sur un microcircuit spécifique, sans l'influence d'éléments connectés en parallèle.

N'oubliez pas de décaper le couvercle de la carte sur la couche de cuivre à l'endroit où vous toucherez la sonde. Si vous le coupez soigneusement, vous pouvez restaurer la piste avec une goutte de soudure ou un morceau de cuivre, par exemple à partir de l'enroulement du transformateur.

Alternativement, vous pouvez alimenter le microcontrôleur à partir d'une alimentation externe de 5 V (ou d'une autre tension appropriée) et mesurer la consommation, mais vous devez toujours couper la piste pour exclure l'influence d'autres éléments.

Pour toutes les mesures, nous avons besoin de suffisamment d'informations sur la fiche technique. Il ne sera pas superflu de voir à quelle tension le régulateur de puissance du microcontrôleur est conçu. Le fait est que différents circuits de microcontrôleurs sont alimentés par différentes tensions, il peut s'agir de 3,3 V, 5 V et autres. La tension peut être présente mais ne correspond pas à la cote.

S'il n'y a pas de tension, vérifiez s'il y a un court-circuit dans le circuit d'alimentation et sur les autres jambes. Pour ce faire rapidement, mettez la carte hors tension, allumez le multimètre en mode de numérotation, placez une sonde sur le fil commun (masse) de la carte.

Habituellement, il passe le long du périmètre de la carte, et aux points de fixation avec le boîtier, il y a des plates-formes étamées ou sur les boîtiers de connecteurs. Et le second, tirez parti de toutes les conclusions de la puce. S'il achète quelque part - vérifiez de quel type de broche il s'agit, la numérotation devrait fonctionner sur la broche GND (8e broche sur atmega328).

Si cela ne fonctionne pas, le circuit entre le microcontrôleur et le fil commun peut être rompu. Si cela a fonctionné sur d'autres jambes - voir le diagramme pour une faible résistance entre la broche et le moins. Sinon, vous devez retirer le microcontrôleur et sonner à nouveau. On vérifie la même chose, mais maintenant entre la puissance positive (avec la 7ème broche) et les bornes du microcontrôleur. Si vous le souhaitez, toutes les jambes sont appelées ensemble et le schéma de connexion est vérifié.

Test d'oscilloscope

Oscilloscope - les yeux d'un ingénieur en électronique. Avec lui, vous pouvez vérifier la présence de lasers sur le résonateur. Il se connecte entre les bornes XTAL1,2 (jambes 9 et 10).

Mais la sonde de l'oscilloscope a une capacité, généralement 100 pF, si vous réglez le diviseur sur 10, la capacité de la sonde tombe à 20 pF. Cela modifie le signal. Mais pour tester les performances, ce n'est pas si essentiel, nous devons voir s'il y a des fluctuations. Le signal doit avoir une forme comme celle-ci et la fréquence correspondant à une instance spécifique.

Si le circuit utilise une mémoire externe, vous pouvez vérifier très facilement. Il devrait y avoir des rafales d'impulsions rectangulaires sur la ligne de données.

Cela signifie que le microcontrôleur exécute correctement le code et échange des informations avec la mémoire.

Nous utilisons le programmeur

Si vous retirez le microcontrôleur et le connectez au programmateur, vous pouvez vérifier sa réaction.Pour ce faire, dans le programme sur le PC, cliquez sur le bouton Lire, après quoi vous verrez l'ID du programmeur, sur AVR, vous pouvez essayer de lire les fusibles. S'il n'y a pas de protection en lecture, vous pouvez lire le vidage du firmware, télécharger un autre programme, vérifier le fonctionnement sur le code que vous connaissez. C'est un moyen efficace et facile de diagnostiquer les dysfonctionnements du microcontrôleur.

Le programmeur peut être spécialisé, comme USBASP pour la famille ATS:

Et universel, comme Miniprog.

Schéma de connexion USBASP à atmega 328:

Conclusion

En tant que tel, la vérification du microcontrôleur n'est pas différente de la vérification de tout autre microcircuit, sauf si vous avez la possibilité d'utiliser le programmateur et de lire les informations du microcontrôleur. Vous êtes donc convaincu de sa possibilité d'interconnexion avec le PC. Cependant, des dysfonctionnements se produisent qui ne peuvent pas être détectés de cette manière.

En général, le dispositif de contrôle échoue rarement, le plus souvent le problème est la liaison, vous ne devez donc pas vous rendre immédiatement au microcontrôleur avec tous les outils, vérifier l'ensemble du circuit afin de ne pas avoir de problèmes avec le firmware suivant.